Устройство формирования и контроля криволинейной отражающей поверхности рефлектора
Владельцы патента RU 2395143:
Открытое акционерное общество "Информационные спутниковые системы" имени академика М.Ф. Решетнева" (RU)
Изобретение относится к технологии изготовления рефлекторов, в частности к изготовлению криволинейных отражающих поверхностей крупногабаритных развертываемых рефлекторов и антенн. Техническим результатом является повышение точности формирования профиля криволинейной поверхности за счет возможности контроля профиля поверхности в течение процесса формирования и его проверки после испытаний. Технический результат достигается за счет того, что в устройстве, содержащем основание, выполненное в виде центральной ступицы с закрепленными на ней радиальными ребрами, с размещенными на них регулируемыми по высоте узлами, каждый из которых состоит из кронштейна и закрепленной на нем бобышки, а поверхность основания выполнена эквидистантной теоретической отражающей поверхности рефлектора со стороны установки узлов, радиальные ребра связаны между собой секторами продольных и поперечных ребер, соединенных между собой, на которых также установлены регулируемые по высоте узлы, бобышки выполнены с отверстием, а между бобышками и основанием крепятся бесконтактные оптические датчики таким образом, что теоретическая отражающая поверхность рефлектора находится в диапазоне их измерения, которые последовательно связаны с блоком управления, содержащим блок сбора данных и персональный компьютер с программным обеспечением, и узлами регулировки. 4 ил.
Изобретение относится к технологии изготовления рефлекторов, в частности к изготовлению криволинейных отражающих поверхностей крупногабаритных развертываемых рефлекторов и антенн.
Известно "Устройство для формирования криволинейной поверхности рефлектора" (см. патент RU 2048698, 6 H01Q 15/16, 1995.11.20). Оно выполнено в виде основания, на котором установлены регулируемые по высоте подпружиненные шпильки с оголовками, вакуумные присоски, установленные на каждой шпильке концентрично ее оси, подпружинена фиксирующая планка, стопорные гайки-барашки, заданный шаблон профиля, боковые фиксаторы состоят из подпружиненных толкателей и подпружиненных штифтов, находящихся в двух взаимно перпендикулярных каналах, выполненных в основании.
Недостатком является большая затрата времени на формирование криволинейной поверхности по заданному шаблону, большое количество технологических операций для формирования поверхности рефлектора.
В качестве прототипа выбрано устройство (см. патент RU 2276823 С2, H01Q 15/16, 2006.05.20). Оно содержит основание в виде центральной ступицы с закрепленными на ней радиальными основными ребрами, сориентированными вертикально. На периферии ряда основных ребер к ним прикреплены дополнительные ребра. На радиальных ребрах основных и дополнительных установлены регулируемые по высоте узлы. Со стороны установки узлов поверхность ребер выполнена эквидистантной теоретической отражающей поверхности рефлектора. Регулируемые по высоте узлы снабжены бобышками, выполненными из мягкого дерева. Вертикальное положение каждой из бобышек регулируется с помощью винтов. Устройство формирования отражающей поверхности рефлектора подготавливается к работе следующим образом. Бобышки винтами выставляют в вертикальном направлении таким образом, чтобы внешняя поверхность бобышек принадлежала теоретической отражающей поверхности изготавливаемого рефлектора. Это осуществляют, например, с помощью промышленной оптической координатно-измерительной системы «Leica AXYZ».
Недостатком прототипа является то, что при доводке контрольных точек криволинейной поверхности до касания с бобышками невозможно учесть влияние на соседние точки, так как происходит перераспределение сил. Поэтому после отрыва криволинейной поверхности от бобышек контрольные точки уходят со своего местоположения, соответственно снижается точность криволинейной поверхности.
Целью изобретения является повышение точности формирования профиля криволинейной поверхности за счет возможности контроля профиля поверхности в течение процесса формирования и его проверки после испытаний.
Указанная цель достигается тем, что в устройстве формирования и контроля криволинейной отражающей поверхности рефлектора, содержащем основание, выполненное в виде центральной ступицы с закрепленными на ней радиальными ребрами, с размещенными на них регулируемыми по высоте узлами, каждый из которых состоит из кронштейна и закрепленной на нем бобышки, а поверхность основания выполнена эквидистантной теоретической отражающей поверхности рефлектора со стороны установки узлов, радиальные ребра связаны между собой секторами продольных и поперечных ребер, соединенных между собой, на которых также установлены регулируемые по высоте узлы, бобышки выполнены с отверстием, а между бобышками и основанием крепятся бесконтактные оптические датчики таким образом, что теоретическая отражающая поверхность рефлектора находится в диапазоне их измерения, которые последовательно связаны с блоком управления, содержащим блок сбора данных и персональный компьютер с программным обеспечением, и узлами регулировки.
Анализ известных технических решений в исследуемой области позволяет сделать вывод об отсутствии в них признаков, сходных с существенными отличительными признаками заявляемого устройства, и признать заявляемое решение соответствующим критерию "изобретательский уровень".
Сущность изобретения поясняется чертежами: фиг.1 - устройство формирования и контроля криволинейной отражающей поверхности рефлектора, вид сверху; фиг.2 - сечение А-А фиг.1; фиг.3 - соединение продольных и поперечных ребер сектора по типу шип-паз; фиг.4 - выносной элемент Б фиг.1.
Устройство формирования и контроля криволинейной отражающей поверхности содержит основание в виде центральной ступицы 1, имеющей в центре базовое посадочное место 2, для крепления каркаса рефлектора, с закрепленными на ней силовыми радиальными ребрами 3, связанными между собой секторами продольных и поперечных ребер 4, соединенных между собой по типу шип-паз (материал ребер, например, фарбакелитовая фанера). На ребрах в контрольных точках установлены регулируемые по высоте кронштейны 5. К каждому регулируемому по высоте кронштейну 5 крепится бобышка 7 с отверстием, и бесконтактный оптический датчик контроля позиционирования 8, поджатый пружиной 9, таким образом, что криволинейная отражающая поверхность 6 рефлектора находится в диапазоне измерения датчиков 8. Вертикальное положение каждой из бобышек 7 и каждого датчика 8 регулируется с помощью винтов. Поверхность основания устройства выполнена эквидистантной теоретическому профилю криволинейной отражающей поверхности 6 рефлектора со стороны установки кронштейнов 5.
Устройство формирования и контроля криволинейной отражающей поверхности подготавливают к работе следующим образом. Кронштейны 5 с опорными бобышками 7 выставляются в предполагаемый профиль в точках, определяемых, например, с помощью промышленной оптической координатно-измерительной системы «Leica AXYZ». Опорные бобышки 7 выставлены в вертикальном направлении с зазором от теоретического профиля криволинейной отражающей поверхности 6. Датчики 8 устанавливают так, чтобы криволинейная отражающая поверхность 6 находилась в заданном диапазоне измерения 10. Заготовку криволинейной отражающей поверхности (полотно) натягивают на устройство формирования и контроля криволинейной отражающей поверхности с опорой на поверхность бобышек 7 так, чтобы узлы регулировки 12 лежали в непосредственной близости от точек, контролируемых бесконтактными оптическими датчиками 8. На базовое посадочное место 2 устанавливают каркас рефлектора. Одновременно зондирующий луч 11 каждого датчика 8 проходит через соответствующее отверстие опорной бобышки 7 и отражается от исследуемой криволинейной отражающей поверхности 6. Все бесконтактные оптические датчики 8 контроля позиционирования связаны с блоком управления БУ, состоящим из блока сбора данных БСД и персонального компьютера ПК с соответствующим программным обеспечением. Датчик 8 выдает информацию в БСД о расстоянии до исследуемой криволинейной отражающей поверхности 6, и программным обеспечением ПК строится виртуальная поверхность, отображаемая на мониторе ПК. После этого контрольная точка посредством узла регулировки 12 смещается на нужную величину (т.е. в теоретический профиль), при этом программным обеспечением оценивается величина влияния данной операции на соседние точки и выдается поправочная величина на дополнительную регулировку, с учетом которой исключается взаимное влияние при регулировке соседних точек. После этого узел регулировки 12 фиксируется на каркасе рефлектора.
Устройство формирования и контроля криволинейной отражающей поверхности ориентировано на различные конструкции криволинейных поверхностей, образованных гибкими элементами и имеющими собственные узлы регулировки. При регулировке контрольной точки данное устройство позволяет отслеживать величину перемещения соседних контрольных точек и показывает допустимые приращения на регулировку контрольных точек, попавших под влияние соседних регулируемых точек, позволяет производить мониторинг состояния поверхности после динамических испытаний.
Использование предлагаемого устройства существенно повышает точность формирования профиля криволинейной поверхности за счет оценки допустимого влияния при регулировке контрольной точки на величину перемещения соседних точек и дает возможность проверки профиля поверхности после испытаний.
Устройство формирования и контроля криволинейной отражающей поверхности рефлектора, содержащее основание, выполненное в виде центральной ступицы с закрепленными на ней радиальными ребрами, с размещенными на них регулируемыми по высоте узлами, каждый из которых состоит из кронштейна и закрепленной на нем бобышки, а поверхность основания выполнена эквидистантной теоретической отражающей поверхности рефлектора со стороны установки узлов, отличающееся тем, что радиальные ребра связаны между собой секторами продольных и поперечных ребер, соединенных между собой, на которых также установлены регулируемые по высоте узлы, бобышки выполнены с отверстием, а между бобышками и основанием крепятся бесконтактные оптические датчики таким образом, что теоретическая отражающая поверхность рефлектора находится в диапазоне их измерения, которые последовательно связаны с блоком управления, содержащим блок сбора данных и персональный компьютер с программным обеспечением, и узлами регулировки.
